DE2237553C2

DE2237553C2 - Verbindung von Nichtmetallrohren

Info

Publication number: DE2237553C2
Application number: DE2237553A
Authority: DE
Inventors: J. Warne Wichita Falls Tex. Carter; Martin Duane Burkburnett Tex. Neher
Original assignee: Ciba Geigy AG
Current assignee: Ameron Inc
Priority date: 1971-09-07
Filing date: 1972-07-31
Publication date: 1986-02-27
Also published as: AU4629972A; CA969213A; NL178813B; RO62511A; NL7212142A; AU472443B2; SU517272A3; US3784239A; DE2237553A1; AT324783B; GB1400779A; CH555504A; FR2152128A5; JPS4834319A; ES406437A1; JPS5744874B2; IT965211B

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindung von Nichtmetallrohren gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Eine derartige Rohrverbindung ergibt sich beispielsweise aus der US-PS 2S 76 154 als bekannt Diese Druckschrift beschäftigt sich vor allem mit Ausbildung und Befestigung einer mit einem Außengewinde oder ähnlichen Eingriffsmitteln versehenen Verbindungshülse auf dem einen Rohrteil. Bezüglich der Ausbildung und Befestigung eines Gegenstücks zu dieser Verbindungshülse auf dem anderen Rohrteil und insbesondere darüber, welche Maßnahmen zur Erzielung einer besonderen Dichtwirkung zwischen Hülse und Gegenstück zu ergreifen wären, geht aus dieser Druckschrift nichts hervor. Es ist jedoch davon auszugehen, daß das dem mit der Verbindungshülse ausgerüsteten Rohrteil zugewandte Ende des anderen Rohrteils mit inneren, zu denen der Hülse komplementären Eingriffsmitteln, vorzugsweise einem Innengewinde ausgerüstet ist.

Durch die vorliegende Erfindung soll nun eine Rohrverbindung der zur Rede stehenden Art dahingehend verbessert werden, daß sie hinsichtlich Dichtigkeit auch sehr hohen Anforderungen genügt und dabei trotzdem verhältnismäßig einfach an Ort und Stelle ohne besondere Bearbeitung bzw. Formgebung der zu verbindenden Rohre hergestellt werden kann.

Die erfindungsgemäße Rohrverbindung, die diesen Ansprüchen gerecht wird, ist in Patentanspruch 1 beschrieben. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Aus z. B. US-PS 35 72 392 und US-PS 33 48 862 ist es zwar an sich bekannt, daß am Ende des zweiten Rohrteils eine Muffe angeordnet ist, die mit einem ersten Abschnitt auf dem zweiten Rohrteil stoffschlüssig befestigt ist und bei der ein zweiter Abschnitt die innere Eingriffsmittel aufweist; gemäß der US-PS 33 48 862 weist außerdem noch ein dritter Muffenabschnitt an seiner Innenseite eine Ringnut auf, in dem ein Dichtungsso ring sitzt. Abgesehen davon, daß bei diesen bekannten Rohrverbindungen der erste Rohrteil ein Metallrohr ist und selbst an seinem einen Ende mit Eingriffsmitteln ausgerüstet ist, fehlen bei diesen Rohrverbindungen zusammenwirkende konische Flächenabschnitie des ersten Rohrteils bzw. der auf diesem sitzenden Hülse und der Muffe zur gegenseitigen Ausrichtung der Rohrteile. Eine Anregung für solche konischen Flächenabschnitte ist an sich allenfalls z. B. der FR-PS 15 24 347 zu entnehmen, jedoch nicht im Zusammenhang mit an den Rohrteilen befestigten Hülsen und Muffen, sondern im Zusammenhang mit an Metallrohren unmittelbar angeformten Verbindungsenden.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer für die Rohrverbindung geeigneten Muffe. Das erfindungsgemäße Verfahren ist im Anspruch 5 beschrieben.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise aufgeschnittene Schrägansicht viner erfindungsgemäßen Rohrverbindung,

F i g. 2 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht der in F i g. 1 gezeigten Rohrverbindung,

F i g. 3, 3a eine Schnittansicht eines für die Herstellung der in F i g. 1 und 2 gezeigten Rohrverbindung verwendeten Formsatzes,

Fig.4 eine Ansicht der Anordnung nach Fig.3 in auseinandergezogenem Zustand,

F i g. 5 eine Seitenansicht des in F i g. 3 und 4 dargestellten, zusammengefügten Formsatzes beim Bewikkeln mit einem Strangmaterial und

F i g. 6,6a eine Teilichiiittansicht einer in dem Verfahren nach Fig.5 hergestellten Muffe mit einem noch darin befindlichen Teil der Form vor dessen Entfernung.

Der in F i g. 1 und 2 in zusammengefügtem Zustand gezeigte Rohrverbindung 10 dient der Verbindung zweier Rohre 12 und 14. Eine mit äußeren Eingriffsteilen versehener Hülse 16 ist mit eine,- an ihrer Innenseite gebildeten Fläche 18 auf eine komplementäre Außenfläehe 20 des Rohrendes 14 aufgesetzt und unter Verwendung eines chemischen Binders 22 stoffschlüssig damit verbunden.

In ähnlicher Weise ist eine Muffe 24 mit einer an der Innenseite gebildeten kegeligen Fläche 26 auf eine kornplementäre kegelige Außenfläche 28 am Rohrende 12 aufgesetzt und mittels eines chemischen Binders 30 stoffschlüssig darauf befestigt Bei richtig auf die Rohrenden aufgesetzter Hülse bzw. aufgesetzter Muffe sollte nach dem Zusammenfügen der Hülse 16 mit der Muffe 24 ein gewisser Abstand zwischen den Endrändern 32 und 34 der Rohrenden 12 bzw. 14 verbleiben.

Über einem Teil der Länge der Muffe sind an der Innenseite Eingriffseinrichtungen in Form eines Innengewindes 36 zunächst dem freien Ende 38 der Muffe gebildet. Das Innengewinde dient dem Eingriff mit an der Hülse 16 gebildeten äußeren Eingriffseinrichtungen in Form eines Außengewindes 40. Ein sich zum anderen Ende 44 der Muffe 24 hin verjüngender kegeliger Bereich 42 ihrer Innenfläche dient als Sitz für einen sich vom Außengewinde 40 der Hülse 16 zu deren freiem Ende 48 hin verjüngenden kegeligen Bereich 46 von dessen Außenfläche. Die Gewinde 40 und 36 der Hülse 16 bzw. der Muffe 24 können konstanten Durchmesser haben oder auch einander komplementär verjüngt sein. Sofern die Gewinde 40 und 36 verjüngt sind, sollten sie etwa zum gleichen Zeitpunkt in festen Halteeingriff kommen, zu dem die einander komplementären kegeligen Flächen 42 und 46 der Muffe 24 und der Hülse 16 in gegenseitige Anlage kommen, so daß sich die Hülse über ihre gesamte innerhalb der Muffe 24 befindliche Länge in satter Anlage an dieser befindet.

In dem kegeligen Teil 42 der Innenfläche zwischen dem Gewinde 36 und dem hinteren Ende 44 der Muffe 24 ist eine Ringnut 50 für die Aufnahme einer O-Ring- oder anderen Dichtung gebildet. Ein in die Ringnut 50 eingelegter O-Ring 52 bildet im Zusammenwirken mit dem kegeligen Teil 46 der Hülse 16 eine sichere Abdichtung zwischen der Muffe und der Hülse. Die Verbindung ist so ausgebildet, daß eine Beschädigung des O-Rings bei der Montage der Verbindung praktisch unmöglich ist.

In F i g. 3 bis 5 ist eine Verfahrensanordnung gezeigt, mit welcher sich mehrere Muffen durch Wickeln von Strangmaterial in einem Arbeitsgang herstellen lassen. Der erste Schritt des Herstellungsverfahrens besteht darin, daß man jeweils verschiedene Form-Einzelteile in einzelnen Formsätzen zusammenfügt und diese auf einen Wickelkern aufsetzt. Damit erhält man eine mit einem Strangmaterial zu bewickelnde Formanordnung. Der Wickelkern 54 weist glatt polierte Oberflächen auf und ist mittels Endstücken 56 in einer (nicht dargestellten) oszillierenden Wickelmaschine gelagert. Die in Fig.3 und 4 gezeigte Formanordnung enthält drei Formsätze 57a, 576 und 57c zum Wickeln jeweils einer Muffe. Die Formsätze enthalten jeweils eine Gewindehülse 58, eine Kegelhülse 60 und einen auf ersterem angebrachten Formring 62 zur Ausbildung einer Ringnut für den Dichtring. Wie man in der in F i g. 3a gezeig ten vergrößerten Schnittansicht erkennt, haben die Gewindehülsen jeweils ein Formteil 64 zur Ausbildung des Innengewindes der Muffe beim Wickeln derselben und ein kegeliges Teil 66 für die Ausbildung der kegeligen Innenfläche 42 der Muffe. Der Formring 62 für die Ringnut ist mittels einer Anschlagstufe 68 auf dem kegeligen Teil 66 der Gewindehülse 58 gesichert. Beim Aufsetzen auf den Wickelkern stößt die Kegelhülse 60 mit dem Ende des kegeligen Teils 66 der Gewindehülse 58 zusammen.

Der Formsatz 57b ist in spiegelverkehrter Anordnung zum Formsatz 57a auf den Wickelkern aufgesetzt, so daß die Kegelhülsen der beiden Formsätze einander mit ihren erweiterten Enden zugekehrt sind. Zwischen den beiden Kegelhülsen ist ein Abstandring 70 eingesetzt. Der Formsatz 57c wiederum ist in spiegelverkehrter Anordnung zum Formsatz 576 auf den Wickelkern aufgesetzt, so daß also die Enden der Gewindehülsen 58 der beiden Formsätze unter Zwischenlage eines Abstandrings 72 einander zugekehrt sind.

In der beschriebenen Weise können je nach der Länge des Wickelkerns beliebige Anzahlen von Formsätzen darauf aufgesetzt werden.

Nach dem Aufsetzen der Formteile auf den Wickelkern in der in Fig.3 und 4 gezeigten Anordnung wird dieser in eine gebräuchliche und allgemein bekannte oszillierende Wickelmaschine eingesetzt. Diese Maschine ist so eingerichtet, daß sie einen Strang 74 aus mit einem Harz beschichteten bzw. getränkten Glasfasern in einem gewünschten Winkel auf die zusammengesetzten Formsätze aufwickelt, um somit einen durchgehenden Wickelkörper 76 von größtmöglicher Festigkeit zu erhalten (F i g. 5). Der Glasfaserstrang wird der Wickelform über ein (nicht dargestelltes) Harzbad zugeführt, aus dem er unter Steuerung durch an sich bekannte Reguliereinrichtungen die jeweils richtige Harzmenge aufnimmt und zur Wickelform mitführt. Meist finden duroplastische Harze Verwendung, wie z. B. ein Epoxydharz mit einem geeigneten Härterzusatz, Polyesterharze od. dergl. Die Spannung des Strangs beim Wickeln wird mittels bekannter Einrichtungen gesteuert.

Der Strang 74 wird über die gesamte Länge der auf dem Wickelkern sitzenden Formanordnung aufgewikkelt (F i g. 5). Dabei dienen die Formanordnung begrenzende Endringe 78 als Umkehranschläge für die Wickelrichtung. Die Wandungsdicke der Muffe ist durch die Anzahl der aufgewickelten Glasfaser- und Harzlagen bestimmt. Nach Beendigung des Bewickeins wird der Wickelkörper 76 aus Glasfasern und Harz zur Beschleunigung der Harzhärtung erwärmt. Dabei werden die Temperatur, die Erwärmzeit und die Abkühlungsgeschwindigkeit sorgfältig geregelt, um ein Verziehen bzw. Maßabweichungen des Wickelkörpers 76 zu vermeiden.

Nach dem Abkühlen der gesamten Anordnung wird der Wickelkern aus der Formnnorrlniina hprancnotm-

ßen, wobei die Formsätze in dem erhärteten einstückigen Wickelkörper verbleiben. Nach dem Entfernen des Wickelkerns wird der Wickelkörper in jeweils einen Formsatz enthaltende Einzelmuffen zerlegt, indem man ihn an den Abstandringen 70, 72 und den Endringen 78 entsprechenden Trennlinien 80 absägt.

Die Kegelhülsen 60 und die Gewindehülsen 58 können aus verschiedenen Werkstoffen wie etwa Metallen, z. B. Stahl, oder auch nichtmetallischen, etwa thermoplastischen Werkstoffen, z. B. Polyäthylen gefertigt sein, ι ο Ferner können deformierbare oder schmelzbare Werkstoffe wie niedrigschmelzende Legierungen oder eutektische Gemische von anorganischen Salzen verwendet werden. Dabei muß die Schmelztemperatur der anorganischen Salzgemische höher sein als die Aushärttemperatur des für den Wickelkörper verwendeten Harzes. In einer typischen Zusammensetzung enthält ein solches Salzgemisch 53% Kaliumnitrat, 40% Natriumnitrit und 7% Natriumnitrat. Aus nachstehend erläuterten Gründen sind die Formringe 62 für die Dichtring-Sitznuten aus einem thermoplastischen Werkstoff wie etwa Polyäthylen oder einem eutektischen Gemisch anorganischer Salze gefertigt, welcher bzw. welches nicht an dem ausgehärteten Harz zu haften vermag. Nach dem Entfernen von Resten der Abstandringe und Endringe läßt sich die Kegelhülse 60 entnehmen, indem man sie aus dem kegeligen Endstück oder Sitzteil 44 der Muffe herausstößt. Zum Entfernen der Gewindehülse 58 wird diese aus dem durch sie in der Muffe gebildeten Gewinde herausgeschraubt.

Der Formring 62 für die Dichtring-Sitznut läßt sich nicht ohne weiteres aus der Muffe entfernen, da er fest in der durch ihn gebildeten Ringnut 50 sitzt. Wie man aus F i g. 6 und 6a erkennt, sitzt der Formring 62 noch in der durch ihn in der Muffe gebildeten Dichtring-Sitznut 50, nachdem die fertige Muffe von dem Wickelkörper abgetrennt ist und die Kegelhülse und die Gewindehülse daraus entfernt sind. Da der Formring jedoch aus einem thermoplastischen Werkstoff gefertigt ist, läßt er sich entfernen, indem man die Muffe zusammen mit dem Formring auf eine zu dessen Verformung ausreichende Temperatur erwärmt. Darauf hin läßt er sich ohne Beschädigung seiner selbst oder der Muffe aus dieser entnehmen.

Sind irgendwelche der Formteile nicht aus thermoplastischem Material, sondern aus eutektischen anorganischen Salzen gefertigt, so lassen sie sich aus der fertigen Muffe entfernen, indem man diese auf eine den Schmelzpunkt des eutektischen Gemischs übersteigende Temperatur erwärmt, so daß das Material einfach aus der Muffe herausfließen kann.

Vor dem Zusammensetzen der Formteile auf dem Wickelkern können sie mit einem Ausformmittel beschichtet werden, um ein Anhaften des Harzes an den Formteilen zu verhindern und damit das Entfernen derselben sus der ausgehärteten Muffe zu erleichtern. Eine geringe Menge des Ausformmitteis verbleibt dann auf den Gewindeflächen der Muffe und wirkt dann beim Zusammenfügen des Verbinders als Schmierstoff. Dadurch brauchen dann beim Zusammenfügen der Rohrverbindung keine zusätzlichen und möglicherweise verunreinigten Schmiermittel mehr verwendet werden.

Die Verbindung ist keineswegs auf eine Verschraubung zwischen der Muffe und der Hülse beschränkt, sondern es können auch andere komplementäre Eingriffseinrichtungen wie etwa Klauen verwendet werden. Die unter Anwendung des beschriebenen Verfahrens hergestellten Muffen bedürfen nach dem Entfernen der Formsätze nur eines Mindestausmaßes an Nachbearbeitung. Durch das Zusammenwirken des Dichtrings mit der Muffe und dem Nippel ergibt sich eine Abdichtung der Verbindung, welche beträchtlichen Drücken standzuhalten vermag.

Bei Verwendung des beschriebenen Rohrverbinders läßt sich das Zusammenfügen und Auseinandernehmen von Rohren aus ggfs. verstärktem Plastikmaterial oder nichtmetallischen Werkstoffen ohne Beschädigung derselben oder des Verbinders ohne Schwierigkeit bewerkstelligen. Das Zusammenfügen des Verbinders geschieht nahezu unbeeinflußt von den Bedingungen, unter denen das Rohrmaterial verwendet wird, da an der Baustelle lediglich die Muffe und die Hülse miteinander verschraubt oder sonstwie in Eingriff gebracht werden müssen. Dabei bleiben die Rohrteile jeweils wiederverwendbar, da zum Verbinden der Gewindeenden keinerlei Bindemittel verwendet werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verbindung von Nichtmetallrohren mit einem ersten und einem zweiten Rohrteil, einer mit dem dem zweiten Rohrteil zugekehrten Ende des ersten Rohrteils verbundenen, in zwei Abschnitte gegliederten Hülse, wobei ein Hülsenabschnitt mit äußeren Eingriffsmitteln, vorzugsweise einem Außengewinde versehen und die Hülse mindestens mit ihrem die Eingriffsmittel aufweisenden Abschnitt auf dem ersten Rohrteil aufsitzend befestigt ist, und wobei ferner an dem dem Rohrteil zugekehrten Ende des zweiten Rohrteils innere, zu denen des Hülsenabschnitts komplementäre Eingriffsmittel, vorzugsweise ein Innengewinde vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß sich der — von dem freien Ende (34) des ersten Rohrteils (14) aus gesehen — vor dem mit den äußeren Eingriffsmitteln (40) versehenen Abschnitt liegende andere Abschnitt der Hülse (16) gegen sein freies Ende (48) hin konisch verjüngt, daß am Ende des zweiten Rohrteils (12) eine Muffe (24) vorgesehen ist, die in drei Abschnitte gegliedert ist, mit deren erstem sie auf dem zweiten Rohrteil (12) stoffschlüssig befestigt ist, und von denen der zweite die inneren Eingriffsmittel (36) aufweist und der zwischen den beiden befindliche dritte Abschnitt eine zum konischen Abschnitt (46) der Hülse (16) gegengleich konische innere Oberfläche (42) hat und bei vollständiger Überdeckung der Eingriffsmittel (36, 40) an dem konischen Hülsenabschnitt (46) anliegt, und daß der dritte Abschnitt der Muffe (24) an seiner Innenseite eine Ringnut (50) aufweist, in der ein Dichtungsring (52) sitzt.

2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Oberfläche (28) des zweiten Rohrteils (12) und die innere Oberfläche (26) des ersten Muffenabschnittes gegengleich konisch zum Rohrende (32) zusammenlaufend ausgebildet sind.

3. Verbindungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffsmittel (36, 40) als konische Gewinde ausgebildet sind.

4. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe (24) aus einem harzbeschichteten Strangmaterial gewickelt ist.

5. Verfahren zur Herstellung einer Muffe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Anfertigung der Muffe (24) auf einem Wickelkern (54) wenigstens einen der Formsätze (57a, 57 b, 57c) aus je einer Hülse (58) mit Außengewinde (64), einer Hülse (60) mit konischer Außenfläche und einem Formring (62) zur Bildung der Ringnut (50) zusammenfügt, den bzw. die Formsätze (57a, 57b, 57c) mit einem harzbeschichteten Glasfaser-Strangmaterial (74) bewickelt, den so gebildeten einstückigen Wikkelkörper (76) mittels Wärme aushärtet und danach den Wickelkern (54) sowie die Formteile (58,60,62), gegebenenfalls nach Aufteilung des Wickelkörpers (76) in die einzelnen jeweils einen Formsatz (57a, 576,57c) enthaltenden Muffen (24), aus dem Wickelkörper (76) entfernt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man einen unter Wärmeeinwirkung verformbaren Formring (62) zur Ausbildung der Ringnut (50) verwendet und nach dem Entfernen des Wickelkerns (54) und der beiden Hülsen (58, 60) die ausgehärtete Muffe (24) zusammen mit dem Formring (62) soweit erwärmt, bis dieser sich aus der Muf

fe (24) entfernen läßt

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man zwischen je zwei Formsätzen (57a. 57b, 57c) einen Abstandring (70, 72) anordnet und den Wickelkörper (76) nach dem Aushärten und Entfernen des Wickelkerns (54) an den Stellen, wo diese Abstandringe (70,72) sitzen, trennt.